淺談空氣壓縮機的安全保護裝置

摘 要:本文介紹了空氣壓縮機的四種安全保護裝置:超壓、欠壓保護、超溫保護、斷水保護、主電機保護，并簡單討論了空氣壓縮機使用自動保護裝置的注意事項。

關鍵詞:空氣壓縮機超壓欠壓保護超溫保護斷水保護主電機保護

中圖分類號:TH457文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)07(b)-0134-01

引言

空氣壓縮機屬于動力機械，其原理是:將空氣壓縮，增加其動力，使之具有一定的能量，并將這種能量作為風動機械、風動工具等裝置的動力。空氣壓縮機的經濟、安全、使用方便的特點使其具有廣闊的市場應用前景。但是，與其配套的控制及保護裝置目前主要以人工和機械相結合的方式為主，這種方式的的缺點很明顯:功能少、控制精度低、可靠性差等等，對空氣壓縮機的質量和穩定性有很大的影響。一旦在現場發生事故時，若自動采取緊急措施，極易造成巨大的經濟損失，大大減少機器的使用壽命。

《煤礦在用空氣壓縮機安全檢測檢驗規范》(AQ1013—2005)和《煤礦安全規程》都對空氣壓縮機的使用有所規定。對于油潤滑的空氣壓縮機則必須設置斷油信號裝置或斷油保護裝置;風包內的溫度不得超過120℃，必須裝設超溫保護裝置，一旦超溫即可報警并自動切斷電源;壓力循環油壓比設計值低時必須自動停機;往復活塞式曲軸箱的油溫必須低于80℃，一旦超溫即能自動停機;空氣壓縮機單缸排氣溫度超過190℃、雙缸排氣溫度超過160℃時，必須自動停機。對于水冷式空氣壓縮機，還必須設置斷水保護或斷水信號。空氣壓縮機常因為排氣溫度和壓力過高或冷卻水中斷而出現故障，輕則機器或部分內部裝置報廢，重則引起爆炸，導致重大事故的發生。因此，煤礦用空氣壓縮機必須設置超溫、超壓、斷水監測保護裝置。本文介紹了空氣壓縮機的四種必備的安全保護裝置。

1 空氣壓縮機的保護裝置

1.1 超壓、欠壓保護

1.1.1 潤滑油欠壓、超壓保護

電接點壓力表通過三通與潤滑油壓力表并聯，這樣可以將兩表的示值進行比對。由于齒輪油泵的油壓在0.147～0.245MPa之間，所以可將電接點壓力表的下限值調為0.12MPa，上限值調為0.28MPa。下限值常閉觸點應該和延時型時間繼電器串聯連接，而該繼電器的斷開觸點需設置在安全回路中，閉合觸點應與指示燈和警報鈴聲串聯相接，設置約40s的延時時間。當空壓機啟動40s后，若油壓低于0.12MPa，則斷開觸點動作，安全回路斷電，空氣壓縮機停機，此時指示燈閃爍，警報鈴聲報警。電接點壓力表的上限值的常開觸點與中間繼電器串聯，該繼電器的常閉觸點設在安全回路中，常開觸點與指示燈和警報鈴聲串聯相接。若壓力高于上限，安全回路斷開，空氣壓縮機停止運轉，此時指示燈閃爍，警報鈴聲報警。

1.1.2 一級排氣壓力超壓保護

一級排氣安全閥的電接點壓力表同樣通過三通與安全閥并聯，上限值應比安全閥高0.3MPa左右，下限只應比安全閥低0.3 MPa左右。上限觸點與中間繼電器的常閉觸點串聯于安全回路中，常開觸點與相對應的指示燈和警報鈴聲串聯相接。超過上限，安全回路斷開，空氣壓縮機停止運轉，此時指示燈閃爍，警報鈴聲報警。

1.1.3 二級排氣壓力超壓保護

該保護裝置與一級排氣壓力超壓保護的保護電路類似。

1.1.4 風包內壓力超壓保護

該保護裝置采用與一級、二級壓力超壓保護裝置類似的保護電路。

1.2 超溫保護

1.2.1 二級排氣溫度超溫保護

把測量范圍在0℃～200℃的雙金屬溫度計放入二級排氣測溫孔，單缸溫度上限調整為190℃，雙缸溫度上限調整為160℃，上限值的常開觸點通過中間繼電器的常閉觸點設在安全回路中，常開觸點與指示燈和警報鈴聲串接并聯。當二級排氣溫度超過160℃，通過中間繼電器斷開安全回路，停止空氣壓縮機，同時指示燈閃爍，警鈴報警。

1.2.2 油溫超溫保護

將溫度計設置在齒輪油泵出口處，溫度上限設為80℃，常開觸點與繼電器串聯，繼電器的常閉觸點放在安全回路中，常開觸點與指示燈和警報鈴聲串接并聯。溫度超過80℃，繼電器得電導致安全回路斷開，機器停機，并指示燈閃爍，警鈴報警。

1.2.3 風包溫度超溫保護

該保護裝置的溫度計置于風包測溫孔內，溫度上限設為120℃。繼電器的常閉觸點串接于安全回路中，常開觸點串聯警鈴與指示燈。繼電器的動作情況與前面討論的兩種情況類似。如沒有風包測溫孔，可增加三通將風包壓力表、溫度計連接。

1.3 斷水保護

空氣壓縮機的斷水保護方法很多:水銀觸點法、電極法、桶斗法和流量計法。這幾種方法各有優劣，如水銀觸點法和桶斗法可靠性高，但濺水較多，電極法在電極上易生成水垢，流量計法的效果雖好，但費用較高。根據流體機械原理，本為介紹一種壓差斷水保護裝置。其原理是:在冷卻系統進水管中采集壓頭信號，并加以定量控制，該方法也稱為管網特性保護法，通過監控阻力的增減量可反饋冷卻系統的故障。在正常情況下，冷卻系統管網阻力不變，若阻力增加則表明中間設備堵塞，此時冷卻水量減少，冷卻系統斷水。當管網阻力增大時，水泵壓頭升高，冷卻水量減少，如果達到最小極限點，測壓裝置就會輸出斷水信號，并將其轉變為聲光信號。

1.4 主電機保護

電動機的綜合保護裝置串接在主線路上，其常閉觸點與空氣壓縮機保護裝置的安全回路串接，也可接入主電動機起動控制線路中。若電動機在運行過程中發生斷相、過載、三相電流不平衡等故障時，電動機主電源即被切斷，保護主電動機和空氣壓縮機的安全可靠運行。

2 空氣壓縮機使用自動保護裝置的注意事項

風包、管路內壁的積炭必須由專人負責，定期清除。絕大部分空氣壓縮機供氣系統爆炸事故是與積炭有關。因而，對于積炭的清理必須引起足夠的重視。通過定期清理進氣過濾器的灰塵可有效減少積炭，提高系統效率。

為避免冷卻器水管壁及氣缸冷卻水腔的結垢，冷卻水的水質必須合格或經軟化處理，一旦結垢，必須及時清除。

檢查繼電器和觸點的動作可靠性，每天都要進行模擬試驗。

3 結語

空氣壓縮機長期在高溫、高壓的條件下連續運轉，并在一定程度上缺乏維護和保養，其零部件難免會有不同程度的磨損，導致其性能降低，甚至失效。這種情況下，空氣壓縮機的安全保護裝置必須起到一定的作用，一旦發生故障，安全保護裝置立即動作，對于保證生產的持續進行和人身安全具有很重要的作用和意義。

參考文獻

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